步進電機與伺服電機的選型課件

步進電機與伺服電機及

其驅動器的選型講師：許漢建步進電機與伺服電機及

其驅動器的選型1控制電機一、概述二、步進電機1、結構2、工作方式3、選型要點三、伺服電機

1、交流伺服電動機2、直流伺服電動機

3、選型要點四、步進電機與伺服電機的區(qū)別五、驅動器的選型要點

控制電機一、概述2一、概述一、概述3控制電機：主要用來完成信息的傳遞與交換，而不是進行能量轉換。如：步進電機將電脈沖信號轉換為角位移或線位移；伺服電機將電壓信號轉換為轉矩或轉速。對控制電機的要求：動作靈敏、準確、重量輕、體積小、運行可靠、耗電少等。

控制電機：主要用來完成信息的傳遞與交換，而不是進行能量轉換。4二、步進電機步進電機將電脈沖信號轉換為角位移或線位移；二、步進電機步進電機將電脈沖信號轉換為角位移或線位移；51、結構步進電機分為反應式、永磁式與混合式三種；三相反應式步進電機由定子與轉子兩個部分構成。如右圖中，定子由6個磁極，兩個相對的磁極組成一相；轉子上有均勻分布的4個齒。1、結構步進電機分為反應式、永磁式與混合式三種；62、工作方式步進電機的工作方式可分為：三相單二拍、三相單雙六拍、三相雙三拍等。2、工作方式步進電機的工作方式可分為：三相單二拍、三相單雙73、選型要點

1、步距角的選擇

電機的步距角取決于負載精度的要求，將負載的最小分辨率（當量）換算到電機軸上，每個當量電機應走多少角度（包括減速）。電機的步距角應等于或小于此角度。目前市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機）、0.9度/1.8度（二、四相電機）、1.5度/3度（三相電機）等。

2、靜力矩的選擇

步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據是電機工作的負載，而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動時（一般由低速）時二種負載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負載，恒速運行進只要考慮摩擦負載。一般情況下，靜力矩應為摩擦負載的2-3倍內好，靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸）3、選型要點

1、步距角的選擇

電機的步距角取決于83、選型要點

3、電流的選擇

靜力矩一樣的電機，由于電流參數不同，其運行特性差別很大，可依據矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流（參考驅動電源、及驅動電壓）

4、力矩與功率換算

步進電機一般在較大范圍內調速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算如下：

P=Ω·M

Ω=2π·n/60

P=2πnM/60

其P為功率單位為瓦，Ω為每秒角速度，單位為弧度，n為每分鐘轉速，M為力矩單位為牛頓·米

P=2πfM/400(半步工作）

其中f為每秒脈沖數（簡稱PPS3、選型要點

3、電流的選擇

靜力矩一樣的電機，由9三、伺服電機三、伺服電機101、交流伺服電機交流伺服電機就是一臺兩相交流異步電機，它的定子上裝有空間互差90度的兩個繞組：勵磁繞組和控制繞組，其結構如圖所示：1、交流伺服電機交流伺服電機就是一臺兩相交流異步電機，它的定112、直流伺服電機直流伺服電機的結構與直流電動機基本相同。只是為減小轉動慣量，電機做得細長一些，工作原理也與直流電機相同。供電方式：他勵供電，勵磁繞組和電樞分別由兩個獨立的電源供電。2、直流伺服電機直流伺服電機的結構與直流電動機基本相同。只是124、選型要點1、計算負載慣量，慣量的匹配，越小越好，這樣對精度和響應速度好。2、電機軸上負載力矩的折算和加減速力矩的計算。3、轉速和編碼器分辨率的確認；4、電纜選擇，編碼器電纜雙絞屏蔽的，對于絕對值編碼器是6芯，增量式是4芯。4、選型要點1、計算負載慣量，慣量的匹配，越小越好，這樣對精13四、步進電機與伺服電機的區(qū)別四、步進電機與伺服電機的區(qū)別141、步進電機與伺服電機的區(qū)別

項目步進電機伺服電機位置命令脈沖序列脈沖序列輸入脈沖序列集電極開路差動絕緣光耦合器光耦合器輸入頻率0~100kHz0~1MHz脈沖形式正轉脈沖/反轉脈沖命令符號/命令脈沖正轉脈沖/反轉脈沖命令符號/命令脈沖90度相差2信號1、步進電機與伺服電機的區(qū)別項目步進電機伺服電機位置命令脈152、步進電機與伺服電機的旋轉原理區(qū)別步進電機：以步距角計算旋轉角度（360度/500=0.72度）伺服系統(tǒng)：連續(xù)旋轉（分辨率：360度/131072=0.00275度）2、步進電機與伺服電機的旋轉原理區(qū)別步進電機：以步距角計算旋163、步進電機與伺服電機的性能比較1、控制精度不同；2、低頻特性不同；3、矩頻特性不同；4、過載能力不同；5、運行性能不同；6、速度響應性能不同；3、步進電機與伺服電機的性能比較1、控制精度不同；17五、驅動器的選型要點五、驅動器的選型要點181、步進驅動器驅動器的電流

電流是判斷驅動器能力的大小，是選擇驅動器的重要指標之一，通常最大電流要大于電機的標稱電流，通常驅動器有：2.0A、3.5A、6.0A、8.0A等規(guī)格。驅動器的供電電壓

供電電壓是判斷驅動器升速能力的標志，常規(guī)電壓供給有：24VDC、40VDC、80VDC、110VDC。

驅動器的細分

細分是控制精度的標志，通過增大細分能改善精度。細分能增加電機平穩(wěn)性，通常步進電機都能低頻振動的特點，通過